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课程介绍

    本课程是飞行器设计专业的必修课程,是学习其他专业课程的基础。本课程教学包括两大部分内容: 一是弹性力学的基本理论和方法;二是用力法分析结构的内力和变形,其中结构的类型有桁架、刚架、杆板式薄壁结构、薄壁梁结构,结构的性质有静定结构和静不定结构。同时简要讲授了结构稳定。通过本课程的学习,使学生掌握上述基本内容,为学生学习结构设计、结构试验、有限元法等课程打好理论基础。

    主要教学内容为:

    弹性力学部分:

  • 弹性力学三类方程、两类边界条件:
    • 平衡微分方程、几何方程和物理方程
    • 位移边界条件和力的边界条件
  • 弹性力学问题的基本解法:
    • 位移法、应力法和应力函数法;
  • 平面应力问题和平面应变问题:
    • 三类方程、两类边界条件
    • 直角坐标下平面问题的解法
    • 极坐标下平面问题的解法
  • 经典薄板理论:
    • 基本假设
    • 经典薄板理论的推导
    • 三种边界条件
    • 纳维叶解法和李维解法
  • 能量原理及其应用:
    • 应变能密度和余应变能密度
    • 最小位能原理
    • 最小余能原理
    • 能量原理的应用:里兹法和伽辽金法

    结构力学部分

  • 结构组成分析:
  • 几何可变与几何不变
  • 静定结构和静不定结构
  • 静定结构内力和变形:
  • 利用平衡方程计算静定结构内力桁架结构、刚架结构、板杆式薄壁结构
  • 利用虚力原理推导单位载荷法
  • 由单位载荷法计算静定结构变形桁架结构、刚架结构、板杆式薄壁结构
  • 静不定解构内力和变形:
  • 利用虚力原理推导变形协调方程
  • 由平衡方程和变形协调条件计算静不定结构内力桁架结构、刚架结构、板杆式薄壁结构
  • 静不定对称结构的内力计算
  • 由单位载荷法计算静不定结构变形
  • 虚力原理的一般提法及基本系统的选取
  • 薄壁梁的弯曲和扭转:
    • 薄壁梁弯曲应力的计算
    • 薄壁梁剖面剪流的计算
  • 开剖面的剪流计算、弯心计算
  • 单闭室的剪流计算、弯心计算、以及扭转角的计算
  • 多闭室的剪流计算、以及扭转角的计算
  • 结构的稳定性:
  • 薄板受纵向横向载荷作用的微分方程
  • 薄板受单向压力的临界载荷计算
  • 薄壁结构的局部失稳和整体失稳
  • 张力场的概念

    实践教学部分:

    必做实验项目:参加受力试验、张力场试验;

    选做实验项目:复杂载荷下材料力学性能实验、自组结构静动响应及主动控制实验。

    基本要求:

  • 掌握弹性力学的基本假定、基本方程、以及基本解法;
  • 掌握平面应力问题和平面应变问题的理论和求解方法;
  • 掌握经典薄板理论的基本假定、基本方程、以及简单问题的求解;
  • 掌握最小位能原理、最小余能原理及其里兹法的应用。
  • 掌握结构几何组成分析的基本方法;
  • 掌握静定结构(桁架、刚架和板杆式薄壁结构)内力和变形的计算方法;
  • 掌握静不定结构(桁架、刚架和板杆式薄壁结构)内力和变形的计算方法;
  • 掌握薄壁梁弯曲和扭转的基本概念和计算方法;
  • 掌握薄板受单向压力的临界载荷计算方法、以及张力场的概念;
  • 掌握结构静力试验的方法和实施过程;
  • 掌握结构试验中的应变测量方法。